Hygromètres utilisés dans le traitement de l’air
Air humide - Notions de base et mesures

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Hygromètres utilisés dans le traitement de l’air
Air humide - Notions de base et mesures

Auteur(s) : Bernard CRÉTINON, Bertrand BLANQUART

Date de publication : 10 déc. 2017 | Read in English

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Air atmosphérique

1.1 - Composition de l’atmosphère type

Tableau 1 Tableau 2
1.2 - Air sec
1.3 - Air humide
1.4 - Air saturé

2 - Définitions et principales relations entre les grandeurs de base

2.1 - Définitions

Tableau 3 Tableau 4 Tableau 5 Tableau 6 Tableau 7 Tableau 8 Tableau 9 Tableau 10 Tableau 11
2.2 - Relations entre les grandeurs de base de l’air humide

Tableau 12

3 - Diagramme de l’air humide

3.1 - Détermination de la température de rosée à partir de la température et de l’humidité relative
3.2 - Détermination de l’humidité relative à partir de la température et de la température de rosée
3.3 - Détermination de la température de rosée à partir de la température et de la température humide

Figure 4 - Diagramme récapitulatif
3.4 - Détermination de l’enthalpie massique à partir de la température de rosée et de la température

4 - Hygromètres utilisés dans le traitement de l’air

4.1 - Hygromètre à condensation
4.2 - Hygromètre à variation d’impédance
4.3 - Psychromètre
4.4 - Caractéristiques métrologiques annoncées par les constructeurs

Tableau 13

5 - Conclusion

6 - Glossaire

Bibliographie & annexes

Présentation

RÉSUMÉ

L’air humide est un mélange de gaz contenant de la vapeur d’eau. Les propriétés thermodynamiques de ce
mélange sont fortement influencées par la présence de la vapeur d’eau, qui peut également se condenser sous
certaines conditions de température et de pression. La connaissance d’un paramètre descriptif de l’humidité est
nécessaire pour caractériser l’état thermodynamique de l’air humide ; ce paramètre peut être la température de
rosée, l’humidité relative, le rapport de mélange, la température humide, l’humidité absolue ou encore l’humidité
spécifique.
Cet article présente les définitions et relations entre les différentes grandeurs de l’air humide, les formules de calcul
des grandeurs thermodynamiques (masse volumique, volume massique, enthalpie, etc.) et les principes de mesure
des hygromètres les plus courants.

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Auteur(s)

Bernard CRÉTINON
Bertrand BLANQUART : Anciens responsables du laboratoire d’hygrométrie du Centre technique des industries aérauliques et thermiques (CETIAT)

INTRODUCTION

L’air qui nous entoure est de l’air humide, contenant de la vapeur d’eau (eau sous forme gazeuse). Les propriétés thermodynamiques de ce mélange de gaz sont fortement influencées par la présence de la vapeur d’eau, qui peut également se condenser sous forme d’eau liquide ou de givre dans certaines conditions de température et de pression. Il est utile de connaître l’état thermodynamique de l’air humide dans de nombreuses applications : ventilation, climatisation, séchage, procédés de fabrication industriels dans les domaines de la santé, de l’électronique, etc.

Dans le cas d’un fluide pur, l’état thermodynamique est entièrement caractérisé par la connaissance de deux grandeurs, par exemple la température et la pression, ou la pression et le volume, etc. En revanche, dans le cas d’un mélange, la présence de plusieurs constituants impose la connaissance d’une troisième grandeur pour caractériser l’état thermodynamique. Pour l’air humide, cette troisième grandeur peut être l’une des nombreuses grandeurs utilisées couramment pour définir l’« humidité » : rapport de mélange, humidité relative, température de rosée, température humide, etc.

Lorsque l’on connaît la température, la pression et l’un quelconque de ces paramètres, il est alors possible de déterminer tous les autres, ainsi que les différentes grandeurs telles que la masse volumique, le volume massique, l’enthalpie, etc.

Les mesures d’humidité de l’air sont obtenues avec un hygromètre. Il en existe différents modèles, mettant en œuvre des principes physiques différents. Comme pour toute mesure, l’obtention d’un résultat correct dépend avant tout du choix d’un capteur adapté, ensuite de son utilisation appropriée et enfin de l’analyse du résultat obtenu.

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MOTS-CLÉS

Humidité Hygromètre

VERSIONS

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Version archivée 1 de avr. 2007 par Bernard CRÉTINON, Bertrand BLANQUART

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-be8025

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4. Hygromètres utilisés dans le traitement de l’air

L’humidité de l’air est l’un des paramètres à contrôler pour l’obtention des conditions de confort dans un local climatisé : la norme américaine ASHRAE 55-2004 recommande de maintenir l’humidité relative dans une plage comprise entre 30 et 60 % HR. Une valeur inférieure peut provoquer une irritation de l’appareil respiratoire, une valeur supérieure conduit à une atténuation néfaste de la transpiration.

Cette exigence n’est toutefois pas très contraignante, et pendant longtemps on s’est contenté de moyens sommaires pour contrôler l’humidité relative. Mais si l’on s’intéresse à la consommation d’énergie, un calcul rapide montre qu’il est important de veiller à une bonne régulation de l’humidité de l’air.

Exemple

supposons que l’on souhaite maintenir dans le local 40 % d’humidité relative et une température de 19 °C, pour une température extérieure de 0 °C ; si, par suite d’une dérive de l’hygrostat, l’humidité relative est de 60 % HR, la consommation d’énergie est augmentée de 25 %.

Dans ces conditions, l’acquisition d’un hygromètre de bonne qualité devient rapidement rentable, de même que son contrôle régulier pour éviter les risques de dérive.

La mesure de l’humidité dans le conditionnement d’air peut être effectuée par des capteurs faisant appel à une grande diversité de phénomènes physiques, ce qui est quelquefois déroutant pour un utilisateur non averti.

Cette diversité est liée à celle des phénomènes physiques dans lesquels la vapeur d’eau joue un rôle, chacun d’eux conduisant à des modes de caractérisation et à des moyens de mesure spéci-fiques de l’humidité. Les paragraphes suivants présentent sommairement le principe de mesure de trois types d’hygromètres utilisés pour des mesures d’humidité dans le conditionnement d’air

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